最新雙絞線測(cè)試參數(shù)

1、鑒于目前國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)化綜合布線領(lǐng)域 15叢業(yè)人員素質(zhì)參差不齊，對(duì)測(cè)試方法和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的理解存在著偏差，本報(bào)將分幾期對(duì)布線系統(tǒng)測(cè)試所涉及的參數(shù)及其測(cè)試原理進(jìn)行一些簡(jiǎn)要的介紹，以期拋磚引玉，促進(jìn)國(guó)內(nèi)同業(yè)精英各抒高見(jiàn)，共同推動(dòng)布線行業(yè)的發(fā)展。如果五類(lèi)及六類(lèi)的新的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)能夠按照TIA的原定計(jì)劃如期在明年第一季度推出的話，國(guó)內(nèi)的布線產(chǎn)品提供商就將面臨一場(chǎng)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。新的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)將增加幾項(xiàng)參數(shù)，如等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_(ELFEXT )、回波損耗(Return Loss簡(jiǎn)稱(chēng)回?fù)p)、延遲差異(Delay Skew)等。這些新增的 參數(shù)要求將使以前的僅靠一人監(jiān)工、幾人施工的布線方法成為歷史，布線商手中原有的單向五類(lèi)電纜測(cè)

2、試儀器也將被淘汰。測(cè)試將成為一項(xiàng)布線工程不可或缺的組成部分。按照TSB-67標(biāo)準(zhǔn)的要求，在結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)的驗(yàn)證測(cè)試指標(biāo)中需要包含接線圖、長(zhǎng)度、衰減、近端串?dāng)_等四項(xiàng)參數(shù)。ISO還要求增加一項(xiàng)參數(shù)，即 ACR (衰減對(duì)串?dāng)_比)。針對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)和六類(lèi)線的逐漸普及,今年TIA對(duì)綜合布線系統(tǒng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試參數(shù)做了增補(bǔ)。增補(bǔ)后的測(cè)試參數(shù)包括：接線圖長(zhǎng)度測(cè)量近端串?dāng)_(NEXT)累力口功率 NEXT(PowerSum NEXT , PSNEXT)衰減量(Attenuation)衰減對(duì)串?dāng)_比(Attenuation Crosstalk Rate , ACR)遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT)及等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_ (

3、ELFEXT)傳播延遲(Propagation Delay)延遲差異(Delay Skew)結(jié)構(gòu)化回?fù)p及回?fù)p頻帶寬阻抗(Impedance)直流環(huán)路電阻雜訊接線圖用來(lái)表示錯(cuò)誤接線的方式。每一條電纜的四對(duì)八根線芯的接線圖可以表示:在每一端點(diǎn)的正確壓線位置是否與遠(yuǎn)端導(dǎo)通兩芯或多芯的短路交錯(cuò)線對(duì)反向線對(duì)分岔線對(duì)其他各種接線錯(cuò)誤反向是指線對(duì)的一端極性相反。交錯(cuò)是指遠(yuǎn)端的兩個(gè)線對(duì)位置相互對(duì)調(diào)。分岔指各芯線是以一對(duì)一的方式導(dǎo)通著，但物理線對(duì)位置分開(kāi)。特別提醒讀者注意， 分岔線對(duì)是經(jīng)常出現(xiàn)的、但是使用簡(jiǎn)單的通斷儀器不能被準(zhǔn)確地查找出來(lái)的接線故障。在10Base-T網(wǎng)絡(luò)中，此種接線故障由于網(wǎng)絡(luò)對(duì)布線系統(tǒng)的要求

4、較寬松而對(duì)網(wǎng)絡(luò)的整體運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生太大的影響，但是高速以太網(wǎng)測(cè)試儀器,如100Base - TX測(cè)試儀器的接線圖測(cè)試功能都必須能發(fā)現(xiàn)這種錯(cuò)誤。由于五類(lèi)驗(yàn)證儀 器價(jià)格不菲，用戶可選用美國(guó)Microtest公司生產(chǎn)的局域網(wǎng)偵測(cè)儀MicroScanner ,該儀器能全面檢測(cè)各種接線問(wèn)題，價(jià)格便宜且方便實(shí)用。長(zhǎng)度測(cè)量對(duì)銅纜長(zhǎng)度進(jìn)行的測(cè)量應(yīng)用了一種稱(chēng)為T(mén)DR（時(shí)間域反射測(cè)量）的測(cè)試技術(shù)。測(cè)試儀從銅纜一端發(fā)出一個(gè)脈沖波，在脈沖波行進(jìn)時(shí)如果碰到阻抗的變化，如開(kāi)路、短路、或不正常接線時(shí)，就 會(huì)將部分或全部的脈沖波能量反射回測(cè)試儀。依據(jù)來(lái)回脈沖波的延遲時(shí)間及已知的信號(hào)在銅纜傳播的NVP（額定傳播速率）速率，測(cè)試儀

5、就可以計(jì)算出脈沖波接收端到該脈沖波返回點(diǎn)的長(zhǎng)度。 NVP是以光速 的百分比來(lái)表示的，如 0.75c或75%。返回的脈沖波的幅度與阻抗變化的程度成正比，因此在阻抗變化大的地方，如開(kāi)路或短路處，會(huì)返回幅度相對(duì)較大的回波。接觸不良產(chǎn)生的阻抗變化（阻抗異常）會(huì)產(chǎn)生小幅度的回波。測(cè)量的長(zhǎng)度是否精確，取決于NVP值。因此，應(yīng)該用一個(gè)已知的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)（必須在15米以上）來(lái)校正測(cè)試儀的 NVP值。但TDR的精度很難達(dá)到 2%以?xún)?nèi)，同時(shí)，在同一條電纜的各線對(duì) 間的NVP值，也有46%的差異。另外，雙絞線線對(duì)實(shí)際長(zhǎng)度也比一條電纜自身要長(zhǎng)一些。在 較長(zhǎng)的電纜里運(yùn)行的脈沖波會(huì)變形成鋸齒形，這也會(huì)產(chǎn)生幾納秒的誤差。這些都

6、是影響TDR測(cè)量精度的原因。測(cè)試儀發(fā)出的脈沖波寬約為20納秒，而傳播速率約為 3納秒/米，因此該脈沖波行至 6米處時(shí)才是脈沖波離開(kāi)測(cè)試儀的時(shí)間。這也就是測(cè)試儀在測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)的“盲區(qū)”，故在測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)將無(wú) 法發(fā)現(xiàn)這6米內(nèi)可能發(fā)生的接線問(wèn)題 (因?yàn)檫€沒(méi)有回波)。測(cè)試儀也必須能同時(shí)顯示各線對(duì)的長(zhǎng)度。如果只能得到一條電纜的長(zhǎng)度結(jié)果，并不表示各線對(duì)都是同樣的長(zhǎng)度。早期的一些測(cè)試儀不是采用TDR原理測(cè)量長(zhǎng)度，而是以用頻率域方式測(cè)量回流損耗的方法來(lái)測(cè)量阻抗的變化以便計(jì)算長(zhǎng)度，這種方法在各對(duì)線出現(xiàn)長(zhǎng)短不等的情況時(shí)會(huì)發(fā)生誤判。近端串?dāng)_(NEXT)當(dāng)電流在一條導(dǎo)線中流通時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的電磁場(chǎng)，干擾相鄰導(dǎo)線上的信號(hào)。

7、頻率越高這種影響就越大。雙絞線就是利用兩條導(dǎo)線絞合在一起后，因?yàn)橄辔幌嗖?80度的原因而抵消相互間的干擾的。絞距越緊則抵消效果越佳，也就越能支持較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。近端串?dāng)_是指在與發(fā)送端處于同一邊的接收端處所感應(yīng)到的從發(fā)送線對(duì)感應(yīng)過(guò)來(lái)的串?dāng)_信 號(hào)。在串?dāng)_信號(hào)過(guò)大時(shí)，接收器將無(wú)法判別信號(hào)是遠(yuǎn)端傳送來(lái)的微弱信號(hào)還是串?dāng)_雜訊。需要注意的是，表示低NEXT時(shí)的值越大(如45dB),發(fā)送的信號(hào)與串?dāng)_信號(hào)幅度差就越大，高NEXT的值就越小(如20dB),而這是要設(shè)法避免的。為了符合5類(lèi)規(guī)格，在電纜端接處的非絞接部分長(zhǎng)度不能超過(guò)13米。通常會(huì)產(chǎn)生過(guò)量 NEXT的原因有：使用不是絞線的跳線。沒(méi)有按規(guī)定壓接終端

8、。使用老式的66接線塊。使用非數(shù)據(jù)級(jí)的連接器。使用語(yǔ)音級(jí)的電纜。使用插座對(duì)插座的耦合器。另外，要特別注意，在鏈路兩端測(cè)量NEXT值時(shí)，尤其在長(zhǎng)度大于 40米時(shí)，遠(yuǎn)端的串?dāng)_會(huì)被鏈路的衰減所抵消，而無(wú)法在近端測(cè)量到其N(xiāo)EXT值。在鏈路兩端測(cè)量到的NEXT值是不一樣的，因此所有的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)都要求在鏈路兩端測(cè)量NEXT值。衰減量(ATTENUATION)電信號(hào)強(qiáng)度會(huì)隨著電纜長(zhǎng)度而逐漸減弱，這種信號(hào)減弱就稱(chēng)為衰減。它是以負(fù)的分貝數(shù)(dB)來(lái)表示的。數(shù)值越大表示衰減量越大，即 10dB比8dB的信號(hào)弱，其中 6dB的差異表示兩者 的信號(hào)強(qiáng)度相差兩倍。例如， 10dB的信號(hào)就比16dB的信號(hào)強(qiáng)兩倍，比 22d

9、B則強(qiáng)四倍。 影響衰減的因素是集膚效應(yīng)和絕緣損耗。在頻率高的時(shí)候， 電流在導(dǎo)體中的電流密度不再是平均分布于整個(gè)導(dǎo)體中， 而是集中在導(dǎo)體 的表面，從而減少了因?qū)w截面而產(chǎn)生的電流損耗。 集膚效應(yīng)與頻率的平方根值成正比， 因此頻 率越高，衰減量便越大。這也就是為何單股電纜要比多股電纜的導(dǎo)電性能好的原因。溫度對(duì)某些電纜的衰減也會(huì)產(chǎn)生影響。一些絕緣材料會(huì)吸收流過(guò)導(dǎo)體的電流，特別是3類(lèi)電纜所采用的PVC材質(zhì)，這是因?yàn)镻VC的氯原子會(huì)在絕緣材料中產(chǎn)生雙極子，而雙極子的震蕩會(huì)使電信號(hào)損失掉一部分電能。在溫度高的時(shí)候這種情況會(huì)進(jìn)一步惡化。由于溫度升高會(huì)造成雙極子更激烈的震蕩，所以溫度越高，衰減量越大。這就是標(biāo)

10、準(zhǔn)中規(guī)定溫度為20c的原因。在測(cè)量衰減量時(shí)，必須確定測(cè)量是單向進(jìn)行的，而不是先測(cè)量環(huán)路的衰減量后，再除以 而得到的值。衰減對(duì)串?dāng)_比(ACR)由于衰減效應(yīng)， 接收端所收到的信號(hào)是最微弱的，但接收端也是串?dāng)_信號(hào)最強(qiáng)的地方。對(duì)非屏蔽電纜而言，串?dāng)_是從本身發(fā)送端感應(yīng)過(guò)來(lái)的最主要的雜訊。所謂的ACR就是指串?dāng)_與衰減量的差異量。ACR體現(xiàn)的是電纜的性能，也就是在接收端信號(hào)的富裕度，因此ACR值越大越好。在ISO及IEEE標(biāo)準(zhǔn)里都規(guī)定了 ACR指標(biāo)，但 TIA/EIA 568A 則沒(méi)有提到它。由于每對(duì)線對(duì)的 NEXT值都不盡相同，因此每對(duì)線對(duì)的ACR值也是不同的。測(cè)量時(shí)以最差的ACR值為該電纜的 ACR值。

11、如果是與 PSNEXT相比，則以PSACR值來(lái)表示。遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT)與等電平遠(yuǎn)端串?dāng)_ (ELFEXT)FEXT類(lèi)似于NEXT ,但信號(hào)是從近端發(fā)出的，而串?dāng)_雜訊則是在遠(yuǎn)端測(cè)量到的。FEXT也必須從鏈路的兩端來(lái)進(jìn)行測(cè)量?？墒?，F(xiàn)EXT并不是一種很有效的測(cè)試指標(biāo)。電纜長(zhǎng)度對(duì)測(cè)量到的FEXT值的影響會(huì)很大，這是因?yàn)樾盘?hào)的強(qiáng)度與它所產(chǎn)生的串?dāng)_及信號(hào)在發(fā)送端的衰減程度有關(guān)。因此兩條一樣的電纜，會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)度不同而有不同的 FEXT值，所以就必須以ELFEXT值的測(cè)量來(lái)代替 FEXT值的測(cè)量。 EXFEXT值其實(shí)就是FEXT值減去衰減量后的值，也可以將 ELFEXT理解成遠(yuǎn)端的 ACR。當(dāng)然 了，與 PS

12、NEXT 一樣，又t應(yīng)于 ELFEXT 值的是 PSELFEXT 值。為了測(cè)量ELFEXT ,測(cè)試儀的動(dòng)態(tài)量程(靈敏度)必須比所測(cè)量的信號(hào)低20dB。累加功率 NEXT(Power Sum NEXT)PSNEXT實(shí)際上是一種計(jì)算式，而不是一個(gè)測(cè)量步驟。PSNEXT值是由3對(duì)線對(duì)另一對(duì)線的串?dāng)_的代數(shù)和推導(dǎo)出來(lái)的。PSNEXT與ELFEXT的測(cè)量對(duì)像千兆以太網(wǎng)這種必須使用四對(duì)線來(lái)傳輸信號(hào)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)是非常重要的測(cè)試參數(shù)。在每一條鏈路上會(huì)有四組PSNEXT值。傳播延遲(Propagation Delay)傳播延遲是指一個(gè)信號(hào)從電纜一端傳到另一端所需要的時(shí)間，它也與NVP值成正比。一般5類(lèi)UTP的延遲時(shí)間在每米 57納秒(ns)左右。ISO則規(guī)定100米鏈路最差的時(shí)間延遲為1微秒(us) o延遲時(shí)間是為何局域網(wǎng)要有長(zhǎng)度限制的主要原因之一。延遲差異(Delay Skew)延遲差異是一種在 UTP電纜里傳播延遲最大的與最小的線對(duì)之間的傳輸時(shí)間差異。有些電纜廠家考慮到銅纜材料的缺點(diǎn)，將一對(duì)或兩對(duì)線對(duì)換成了其它的材料，這樣就會(huì)產(chǎn)生較大的時(shí)間差異。尤其在運(yùn)行千兆以太網(wǎng)的應(yīng)用時(shí)，過(guò)大的時(shí)間差異會(huì)導(dǎo)致同時(shí)從四線對(duì)發(fā)送的信號(hào)無(wú)法